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Riesentropenhalle Gondwanaland

Allgemeine Informationen

Baubeginn: 2007
Fertigstellung: 2011
Status: in Nutzung

Bauweise / Bautyp

Konstruktion: Gitterschale
Funktion / Nutzung: Zoogebäude
Tropenhaus
Baustoff: Schale:
Stahlbauwerk / -konstruktion

Lage / Ort

Lage: , ,
Koordinaten: 51° 21' 1.62" N    12° 22' 17.50" E
Koordinaten auf einer Karte anzeigen

Technische Daten

Abmessungen

umbauter Raum 340 000 m³
Bruttogeschossfläche (BGF) 26 000 m²

Baustoffe

Schale Stahlröhren

Produkte, Services & Berichte

In den vergangenen 28 Jahren ist Vector Foiltec zum Weltmarkführer im Einsatz der Hochleistungsfolie ETFE im Dach- und Fassadenbereich aufgestiegen ...

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Neubau Riesentropenhalle Gondwanaland, Zoo Leipzig

Aufgabenstellung des Bauherrn

Im Jahr 2000 begann die Umsetzung des Masterplans vom Zoo der Zukunft – der bis 2014 die Umgestaltung des traditionsreichen Zoo Leipzig in sechs spannende Erlebniswelten vorsieht. Die Riesentropenhalle sollte als außergewöhnliche Erlebniswelt für tropische Pflanzen und Tiere aus drei Urkontinenten entstehen. Neben Fauna und Flora waren weitere Attraktionen wie Bootsfahrt, Baumwipfelpfad, „Darkride“, asiatisches Dorf mit Restauration und großräumige Eventbereiche unterzubringen.

Die Größe war mit mind. 15.000 m² Grundfläche vorgegeben und mit einer lichten Höhe von mind. 30 m stützenfrei zu überspannen. Ein Tragwerk unter der thermischen Hülle war ausgeschlossen worden, damit keine Nistplätze im Dachbereich entstehen können.

Beschreibung der Haupttragkonstruktion

Den Hallengrundriss bildet ein sogenanntes Reuleaux-Dreieck, ein „wankelförmig“ ausgerundetes gleichseitiges Dreieck.

Das primäre Dachtragwerk besteht aus einer sphärischen, formaktiven Stabwerkskuppel mit Dreieckselementen.

Von dem außen liegenden Primärraster wird ein sekundäres Tragwerk mit Zug/Druckstangen abgehängt.

Das Sekundärraster transformiert die Dreiecksmaschen des Primärrasters in Vierecksmaschen für die Dachhaut. Die Recheckmaschen nehmen die halbe Kantenlänge der Dreiecksmasche des Primärtragwerks auf.

Das Primärraster erreicht mit 14 Maschen eine Länge am Dachrand von ca. 157 m. Die Hochpunkte der Dachtraufe sind seitens der Stadtplanung mit 18 m über Gelände vorgegeben. Die Tiefpunkte der Dachschale liegen auf + 9,50 m. Die Gesamthöhe des Gebäudes ist mit 35 m festgelegt.

Die Kantenlängen der Dreiecksmaschen der Primärstruktur liegen infolge der Formvorgaben zwischen 8,30 m im Randbereich und 18,20 m in Hallenmitte.

Das statische System ist eine in sich geschlossene Schale mit umlaufendem Zuggurt.

Die Konstruktion ist verformungssteif und trägt die Dachlasten im Wesentlichen über Normalkräfte ab.

Die Schale lagert statisch bestimmt auf umlaufend angeordneten Pendelstützen. Festpunkte bilden die Windverbände jeweils in den Hochpunkten der gekrümmten Fassaden. Deshalb kann die Schale sich zwängungsfrei horizontal verformen, sie kann „atmen“.

Die rechteckmaschige Sekundärkonstruktion mit Kantenlängen von 7,90 m bis 8,90 m wird in ihren Knotenpunkten durch drucksteife Hänger vom Primärraster abgehängt. Die Anhängepunkte liegen in den Viertels,- bzw. Halbpunkten der Primärstäbe.

Der Randträger des Sekundärtragwerkes liegt auf den umlaufenden Fassadenstielen im Abstand von ca. 3,50 m auf. Die Sekundärstruktur wird durch Auskreuzungen zwischen den Hängern am Primärdach stabilisiert.

Die thermische Hülle wird durch ein hochtransparentes, dreilagiges ETFE- Folienkissen gebildet. Die Folienkissen werden durch kreuzweise Seilverspannungen elastisch über- und unterspannt, um die Spannweite der Folien zu reduzieren.

Wahl der Baustoffe

Für das geplante Bauwerk fiel sehr schnell die Wahl auf den Werkstoff Stahl. Hohe Beanspruchbarkeit bei geringem Flächengewicht und einfache Fügung sprach eindeutig für Stahl. Die Einzelstäbe der Schalenkonstruktion des Primärrasters bestehen aus Rundrohren der Güte S355, Durchmesser 813 mm. Die Knotenpunkte werden aus entsprechend verschnittenen Rohren des gleichen Durchmessers hergestellt. Eingeschweißte Schottbleche steifen die Knoten aus.

Die Sekundär-Tragprofile werden ebenfalls aus S355 als zusammengesetzte Querschnitte – Quadratrohre mit angesetzten Rinnenblechen – hergestellt. ETFE-Kissen als Dachhaut sind Stand der Technik für hochtransparente Baustoffe mit hohem UV-Durchgang und gutem Wärmedurchgangswiderstand. Nur mit diesem Material ist derzeit eine maximale Transparenz in Abhängigkeit von Konstruktionsdichte und Gewicht erreichbar, die ein optimiertes Pflanzenwachstum darunter ermöglicht.

Erläuterung der Gestaltung

Die Grundform des Reuleaux-Dreiecks entstand aus der thematischen Vorgabe der Verschmelzung von 3 Urkontinenten. Die Dreiteilung verbunden mit den gerundeten Kanten erzielt im Innern eine scheinbar „endlose“ Raumwirkung nahe der Kreisform. Die Verjüngung der Maschenweiten zu den Rändern hin verstärkt dabei die perspektivische Verzerrung des Besuchers und lässt die Hallendimensionen noch einmal größer wirken. Das Absenken der Dachfläche zu den Rändern verschmilzt die Dachhaut mit den transparenten Fassadenflächen. Hinter der üppigen Vegetation wird damit die Illusion des freien, endlosen Horizonts über der Landschaft ermöglicht. Die Transformation der beiden Raster von Primärdreieck zu Sekundärtrapez, zusammen mit der Stapelung beider Tragwerksebenen in veränderlichen Abständen, löst die stringente Tragwerkslogik für den Besucher auf und ergibt durch sein Schattenspiel einen organisch wechselnden, kaum wahrnehmbaren Raumabschluss. Ziel ist es, für den Besucher eine verstärkende Wirkung von Weite und Offenheit zu suggerieren, ohne dass die Dachkonstruktion selbst dabei ins Bewusstsein tritt.

Besondere Ingenieurleistung

Die Entwicklung von Tragwerk und Gestaltung erfolgte innerhalb des Realisierungswettbewerbs von der ersten Entwurfsidee bis zur Endabgabe im interdisziplinären Diskurs. In diesem Fall unterstützte das gewählte Tragwerk die Entwurfsidee und umgekehrt von Anbeginn.

In der folgenden Entwurfsphase wurde das Augenmerk auf die optimierte Formfindung und auf eine umfängliche Wirtschaftlichkeitsuntersuchung mit verschiedenen Rasterweiten, Fügungsalternativen und Profilvariationen gelegt. Der wirtschaftliche Zwang, eine Freiform in mathematische Regelmäßigkeit zu überführen, d.h. wenn auch nicht baugleiche, so doch bauähnliche Strukturen zu entwickeln, erfordert bei solchen Tragwerken erheblichen Planungsaufwand. In der Ausführungsphase wurden zur weiteren Minimierung der Stahltonnage räumliche FEM-Stabilitätsuntersuchungen der Rohrknoten und der übrigen Anschlüsse durchgeführt. Auch die Erfassung der thermischen Einflüsse nahm einen maßgeblichen Raum ein. Dabei waren besonders die vielfältigen Wechselwirkungen von kaltem und heißem Primärtragwerk mit dem warmem Sekundärtragwerk zu berücksichtigen. Die Berücksichtigung einer geeigneten Montagetechnologie auf dem bereits mit Massivbauten teilweise verstellten Baufeld war Hauptthema bei den Abstimmungen mit dem Ausführungsbetrieb.

Erläuterungsbericht der Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH zur Einreichung beim Ingenieurbau-Preis 2013

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  • Über diese
    Datenseite
  • Structure-ID
    20052805
  • Erstellt am
    09.02.2010
  • Geändert am
    18.01.2019